Testovací komora pro porovnávání snímačů tepelné pohody

Transkript

1 Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Testovací komora pro porovnávání snímačů tepelné pohody Apollo ID: Datum: Typ projektu: G funkční vzorek Autoři: Košíková, J.; Kazkaz, M.; Janečka, J.; Vdoleček, F.; Pavelek, M. Technický popis Komora pro testování senzorů tepelné pohody byla navržena a realizována speciálně pro možnosti objektivních testů jednotlivých vyvíjených snímačů v porovnání s ověřenými standardy - s drahými laboratorními přístroji. Na testy senzorů ve volném prostoru místnosti (laboratoře) působí řada negativních vlivů okolí, což výslednou charakteristiku snímače mnohdy i významně zkreslí. Komora tyto tepelné aj. vlivy okolí odstíní a vytvoří relativně homogenní prostředí. Navržena je současně tak, aby umožnila i jistou variantnost všech tří rozměrů, čímž poskytuje testovací prostor cca 6 až 15 m 3. Schéma testovací komory je znázorněné na obr. 1. Základní technické parametry Rozměry (šířka x délka x výška): - minimální: 1,7 x 1,7 x 2,2 m - maximální: 2,25 x 2,25 x 3,1 m Výkon ventilátorů: 0 až 0,326 m 3.s -1 Obr. 1: Schéma testovací komory: S 1, S 2 porovnávané snímače; Z regulovatelný zdroj tepelného záření; M měření rychlosti proudění a turbulence, barometrického tlaku, vlhkosti vzduchu, teploty vzduchu a radiačních teplot; V ventilátory s možností regulace průtoku; R rám komory pro zavěšení stínicích závěsů; N notebook; rozměry komory (š šířka, d délka, v výška) 1

2 Použitý materiál: - stojany (4x): OMNITRONIC hliníkový stativ pod reproboxy, max. zatížení: 18 kg, min. výška: 1,4 m, max. výška: 2,1 m - trubky do stojanů: Wavin Osma - systém Ekoplastik PPR, trubka plastová PN 20, Ø 32x5,4 mm - spojnice trubek a stojanů: trubka podélně svařovaná, Ø 25x2 mm, Ø 42,4x3 mm, materiál: S235JRH (1.0039) dle EN ventilátory (5x): SUNON, typ: EEC0382B A99, rozměr: 120 x 120 x 38 mm, napětí 24 V, průtok vzduchu = 234,45 m 3 /h - držáky ventilátorů: Wavin Osma - systém Ekoplastik PPR, tvarovka kříž Ø 20 mm, tvarovka T-kus redukovaný Ø 32x20x32 mm, trubka plastová PN 20 Ø 20x3,4 mm, trubka plastová PN 20 Ø 32x5,4 mm; Fischer objímka Ø mm jednošroubová; závitová tyč Ø 5 mm - napájecí zdroj pro ventilátory: Dvojitý laboratorní zdroj MATRIX MPS-3003L-3 - tyče závěsů: Wavin Osma - systém Ekoplastik PPR, trubka plastová PN 20 Ø 20x3,4 mm, trubka plastová PN 20 Ø 32x5,4 mm - stínící závěsy: flauš (černý, matný) Měřicí a regulační systém: - senzor porovnávaný a porovnávací (soustava senzorů) - anemometr pro měření rychlosti proudění a turbulence - vlhkoměr a teploměr - regulovatelný tepelný zářič Způsob realizace Komora byla vyrobena jako mobilní zařízení, na kterém lze realizovat vývoj a ověřování snímačů tepelné pohody. Komora byla navržena tak, aby bylo možné měnit všechny tři její Obr. 2: Pohled do testovací komory Obr. 3: Konstrukce testovací komory 2

3 rozměry. Konstrukci komory tvoří 4 nastavitelné stojany, navzájem propojené tyčemi, na kterých je pověšen závěs, obr. 2. Závěs se skládá ze 6 kusů látky o délce 2 m a šířce 1,4 m. Závěsy jsou k sobě spojeny kolíčky, viz obr. 3. Do stojanů jsou vsunuty trubky, které jsou základem ventilátorové konstukce, znázorněné na obr. 4. Regulace a napájení ventilátorů je prováděno pomocí dvojitého laboratorního zdroje. Výsledky zkoušek komory Obr. 4: Ventilátorová konstrukce testovací komory Testovací komora byla postavena s cílem zmenšit vliv rychlosti proudění vzduchu a nerovnoměrné radiační teploty na tepelný stav prostředí (slunečního záření) při testování a porovnávání senzorů. V testovací komoře s vypnutými ventilátory odvádějících vzduch bylo provedeno několik kompletních měření operativní teploty pomocí kulových teploměrů. Tato měření byla paralelně realizována i v laboratoři mimo testovací komoru. Dále pak bylo provedeno měření v testovací komoře při zapnutém odsávání vzduchu. Měřicí pracoviště je znázorněné na obr. 5 a obr. 6. Obr. 5: Měřicí pracoviště (pohled shora) 3

4 (a) (b) Obr. 6: Měřicí pracoviště: (a) pohled přímo; (b) pohled shora Okolní prostředí mělo velký vliv na měření, které bylo prováděno mimo testovací komoru. Sluneční záření v odpoledních hodinách zapříčinilo velké rozdíly při měření teplot. Na výsledcích z měření v testovací komoře bylo vidět, že vliv okolního prostředí je minimální. 28,00 27,50 27,00 26,50 teplota [ C] 26,00 25,50 25,00 24,50 24,00 23,50 23, čas [min] měřeno v laboratoři mimo testovací komoru měřeno v komoře se zapnutými ventilátory 4 měřeno v komoře bez ventilátorů Obr. 7: Porovnání výsledků měření tepelného stavu prostředí pomocí kulového teploměru

5 proto lze další měření a porovnávání vyvíjených senzorů se standardy provádět jen v testovací komoře, viz obr. 7. Vazba na projekt GAČR 101/09/H050 Výzkum energeticky úsporných zařízení pro dosažení pohody vnitřního prostředí Umístění Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně, Energetický ústav, Odbor Termomechaniky a techniky prostředí, Technická 2, Brno , budova C3/suterén optická laboratoř Licenční podmínky Využití výsledku jiným subjektem je možné po uzavření licenční smlouvy. Kontaktní osoby Ing. Jana Košíková, místnost: A4/603, tel.: , ykosik04@stud.fme.vutbr.cz Ing. František Vdoleček, CSc., místnost: A1/0722, tel.: , vdolecek@fme.vutbr.cz prof. Ing. Milan Pavelek, CSc., místnost: A2/302, tel.: , pavelek@fme.vutbr.cz Prohlašuji, že popsaný výsledek naplňuje definici uvedenou v Příloze č. 1 Metodiky hodnocení výsledků výzkumu a vývoje v roce 2008 a že jsem si vědom důsledků plynoucích z porušení 14 zákona č. 130/2002 Sb. (ve znění platném od 1. července 2009). Prohlašuji rovněž, že na požádání předložím technickou dokumentaci výsledku. Ing. Jana Košíková 5